Les aimants jouent un rôle essentiel dans la recherche en physique car ils aident à guider la trajectoire des faisceaux de particules et leur permettent d’entrer en collision à grande vitesse. Cette collision aide les chercheurs à étudier le comportement de différentes particules et à faire des découvertes révolutionnaires. Mais tous les aimants n’ont pas les mêmes propriétés. Par exemple, certains aimants génèrent le champ magnétique requis plus rapidement que d’autres. Plus les énergies en jeu sont élevées, plus les champs magnétiques doivent être puissants pour garantir le bon déroulement de l’expérience. Dans cet effort, les physiciens du Fermi National Particle Accelerator Laboratory, un laboratoire du gouvernement américain, affirment avoir mis au point un aimant qui présente les taux de montée en puissance les plus rapides au monde.
Des dispositifs tels que le Large Hadron Collider (LHC), l’accélérateur de particules le plus puissant du monde, utilisent également des champs magnétiques très puissants pour maintenir les particules sur la bonne voie alors qu’elles filent dans la chambre à une vitesse proche de celle de la lumière. Les champs magnétiques à l’intérieur du LHC peuvent atteindre un niveau d’environ huit teslas. Mais pour obtenir ce champ magnétique puissant, les chercheurs doivent attendre environ 20 minutes. Ils augmentent doucement la vitesse à un rythme de 0,006 tesla par seconde.
Certains utilisent des conducteurs en cuivre, au lieu d’un fil supraconducteur, pour atteindre des vitesses beaucoup plus élevées.
Un problème lié à l’utilisation d’aimants supraconducteurs à ces fins est la formation de grands points chauds qui augmentent avec la vitesse de montée en puissance. Même une petite erreur dans l’augmentation de la température peut faire passer ces matériaux supraconducteurs à leur état normal de conduction et de résistivité.
Les physiciens du Fermilab pensent avoir trouvé une solution à ce problème. En utilisant le matériau connu sous le nom d’oxyde d’yttrium, de baryum et de cuivre (YBCO), ils ont construit un aimant pouvant fonctionner à des températures comprises entre 6 et 20 kelvins et pouvant supporter 1 000 ampères de courant électrique, a déclaré le Fermilab dans un communiqué.
L’étude a été publiée sur arXiv.
Lorsqu’ils ont testé ce nouvel aimant, ils ont constaté qu’il pouvait monter en puissance à un rythme de 290 teslas par seconde et atteindre une intensité de champ magnétique d’environ 0,5 tesla. Ils affirment qu’une force de champ encore plus élevée peut être obtenue en augmentant le courant électrique qui traverse l’aimant.
